免震・耐震・制震の違いとは?特徴やメリット・デメリットを解説

地震大国である日本において、地震対策は自宅の安全性に直結する重要なテーマです。しかし、「免震」「耐震」「制震」という地震対策の3つの工法について、いずれを取り入れればよいのか分からない方もいるでしょう。

この記事では、免震・耐震・制震の3つの工法の違いや特徴、メリット・デメリットについて解説します。特に地震対策のためにリノベーションを検討されている方にとって役立つ情報を紹介しているので、ぜひ参考にしてください。

 

1. 免震・耐震・制震の違い

建物を地震から守るための工法には、「免震」、「耐震」、「制震」の3つがあり、それぞれ特徴が異なります。

免震

建物と地盤を切り離し、間に免震装置を設置することで、地震の揺れを建物に直接伝えないようにする工法です。免震装置が地震のエネルギーを分散し、建物の揺れを大幅に減少させます。

室内の家具の転倒や設備の被害を防ぎ、人命や財産を守る効果があるため、揺れを最小限に抑えたい建物に多く採用されています。

耐震

建物自体の構造を強化することで、地震の力に耐えられるように設計する工法です。耐力壁や耐震フレーム、筋交いなどを用いて、建物の剛性や強度を高めます。建物が地震の揺れに耐えて倒壊しないようにすることを目的としていますが、建物自体は揺れを受けるため、内部の損傷や家具の転倒などが生じる可能性があります。

建物の地震対策として、一般的に幅広く採用される工法です。

制震

建物内部に制震装置を設置し、地震の揺れを吸収・減衰させる工法です。制震装置が地震エネルギーを効率的に吸収し、建物の揺れを抑制します。

免震と違い建物と地盤を切り離さないため、既存建物へ後付けしやすいのが特徴です。特に高層ビルやマンションなどの建築物では、上階になるほど揺れの影響を受けやすくなりますが、制震構造を取り入れることで上階への影響を緩和できます。

 

2. 免震工法のメリット・デメリット

免震工事に使われる免震装置は、主にアイソレータと免震ダンパーの2つで構成されます。

アイソレータ 建物の基礎部分に設置される、すべり材やゴム、ボールベアリングなどを使った支承です。普段は建物を支えつつ、地震が起きたときに建物をゆっくりと移動させ、地震エネルギーを受け流します。
免震ダンパー オイルの入ったシリンダーや鋼材、免震ゴムを使った部分で、粘弾性やしなりによって地震のエネルギーを吸収します。

免震工法には、それぞれ以下のようなメリットとデメリットがあります。

 

2-1. 免震工法のメリット

免震工法は地震のエネルギーを吸収・分散するため、ほかの地震対策工事と比較しても建物の揺れを大幅に抑制し、室内の家具や家電製品の転倒・破損リスクを小さくできます。特に、高価な機器や繊細な装置を備えるデータセンターや医療施設などでは、人命の安全確保だけでなく、財産的な損失も最小限に抑えられます。

また、免震構造が地震の揺れを和らげるため、建物自体への負荷が減少する点もメリットです。構造体の損傷や変形を防ぎ、地震が起きた後も建物の機能を維持できます。耐震工法では建物の揺れ自体を抑えられないので、壁や配管などにダメージが生じる可能性がありますが、免震工法ではそうした被害を抑えることが可能です。

 

2-2. 免震工法のデメリット

免震工法は主に横方向の揺れを抑える設計となっており、縦方向の揺れには効果が限定的になる点がデメリットです。特に今後発生が予測される南海トラフ地震のような直下型地震では縦揺れが強くなる傾向があり、免震装置だけでは十分な効果を発揮できない可能性があります。縦揺れによる被害を防ぐためには、ほかの地震対策との併用が必要です。

また、免震工法は家を地盤から切り離し、基礎部分の間に免震装置を挟む工事をする必要があるため、初期の工事費用が高額になります。また、免震装置のメンテナンスコストが高くなりやすい点もデメリットです。特に地震対策のためにリノベーションをする場合、スケルトンリノベーションをしなければ免震工事ができない可能性もあります。

 

3. 耐震工法のメリット・デメリット

耐震工法では、揺れによるダメージを受けても建物が倒壊や損傷をしないように、柱や梁、壁、基礎部分などを頑丈にします。一般的な耐震工事では、耐震壁や耐震フレーム、筋交い(ブレース)などの耐震装置を建物の骨組みに組み込んだり、接合部を金属で強化して、構造材のひびや変形を抑制します。

耐震工法のメリット・デメリットは以下の通りです。

 

3-1. 耐震工法のメリット

耐震工法は、ほかの地震対策工法に比べて施工がシンプルであり、特殊な装置や技術を必要としないため、工事費用を抑えることが可能です。一般的な建築材料や技術で対応でき、地震対策としてリノベーションをする場合でも、比較的低コストかつ短期間で工事が終わります。

また、耐震構造の建物は、地震だけでなく台風や強風にも耐えられる点もメリットです。建物の剛性が高まるため、風圧による揺れや歪みを抑制し、外壁や屋根の損傷を防ぎやすくなります。地震だけでなく台風が多発する日本において、耐震工事により台風対策も兼ねられる点は魅力です。

加えて、耐震工法は建物そのものの強度を高めるため、地盤の特性に大きく左右されません。免震工法や制震工法では、地盤の状態によって効果が変わるケースがありますが、耐震工法は影響を受けにくく、さまざまな地盤条件の場所でも安定した効果を発揮します。

 

3-2. 耐震工法のデメリット

耐震工法は制震・免震工法と違い、地震のエネルギーを吸収したり分散したりできず、直接建物がエネルギーを受け止めます。揺れ自体は小さくならないため、室内の家具や家電製品が転倒・移動しやすくなり、十分に固定していなければ人的被害や物的損害のリスクが高まる点がデメリットです。

また、地震のたびに建物が直接揺れを受けるため、構造体に微細なひび割れや変形が生じやすくなります。一度大地震に耐えられたとしても、適切に点検や補修をしなければ蓄積したダメージにより耐震性能が低下し、次の地震の際に建物倒壊を起こす恐れもあるでしょう。

 

4. 制震工法のメリット・デメリット

制震工法で地震対策をする場合、以下のような制震ダンパーが建物の構造に組み込まれます。

油圧ダンパー オイルで満たされたシリンダーとピストンから構成されるダンパーです。地震などで振動が生じると、ピストンがシリンダー内のオイルを押し、オイルの抵抗が揺れを抑えます。
粘弾性体ダンパー ゴムやシリコンなどの粘弾性素材を使用して地震エネルギーを吸収するダンパーです。粘弾性素材が地震の振動に合わせて変形し、地震のエネルギーを熱エネルギーに変えて揺れを抑制します。
鋼材ダンパー 鋼などの金属材料で作られたダンパーで、地震の揺れにより金属部分が曲がる際、変形のエネルギーを熱エネルギーに変換して吸収します。

制震工法のメリットとデメリットは、以下の通りです。

 

4-1. 制震工法のメリット

制震工法は、耐震工法が持つ欠点を補完でき、耐震工法との組み合わせによってさらなる力を発揮する点がメリットです。耐震工法は建物の強度を高めることで地震に耐えますが、揺れ自体は建物に直接伝わります。地震エネルギーを吸収する制震装置を組み込めば、揺れを効果的に抑え、耐震構造だけでは対処しきれない家具の転倒などのリスクを低減できます。

特に、耐震工法だけではなくすのが難しい建物の損傷リスクを小さくできる点は、組み合わせのメリットです。制震装置が地震エネルギーを吸収するため、建物の構造躯体にかかる負荷が減少し、地震後の修繕費用や工期を抑えられます。長期的に見ても、組み合わせのコストメリットは高いと言えるでしょう。

また、制震工法は地震だけでなく、強風や台風による振動、さらには共振現象にも効果を発揮します。高層ビルなどでは、風による揺れが居住者の快適性を損なうことがありますが、制震装置は揺れを抑制可能です。また、地震の際に発生しやすい共振現象の影響も小さくでき、安全性と快適性の向上につながります。

 

4-2. 制震工法のデメリット

制震装置を効果的に機能させるためには、一定以上安定した地盤が必要になる点はデメリットです。地盤が弱いと、建物全体が大きく揺れやすくなり、制震装置の効果が十分に発揮されません。地盤が強くない場合は、地盤改良や基礎補強などの追加工事が必要となり、コストや工期が増加する可能性があります。

また制震装置は、適切な設置場所に適切な数の装置が設置されなければ効果が小さくなります。設置場所が不適切であったり、装置の数が不足していたりすると、期待したほど揺れの抑制効果が得られない恐れがあるため、注意しましょう。

 

5. リノベーションにはどの工事が向いている?

地震対策を目的としてリノベーション工事を行う場合、基本的には耐震工事をベースとして、制震あるいは免震工事を組み合わせるのがおすすめです。日本では、建築基準法で一定の耐震基準を満たさなければならないため、耐震性能が足りていない住宅の場合は耐震補強が必須となります。

耐震診断で耐震等級1を満たしていないと分かり、耐震化改修が必要になった場合、制震工事を組み合わせるとよいでしょう。地震・台風という日本で特に多い災害の双方により効果的な対処ができます。特に戸建て住宅をリノベーションする際には、耐震と制震の組み合わせが有効と言えます。

一方で、耐震と免震を組み合わせる場合、耐震のデメリットである建物へのダメージを最小限に抑えられ、地震に強い家づくりが可能です。ただし、リノベーションの際に免震工事をする場合、建物を持ち上げたり、ある程度解体したりする大規模な工事が必要になります。

既存の住宅をリノベーションして地震対策がしたい場合、免震工事は費用面でデメリットが目立つ可能性がある点には注意しましょう。

 

まとめ

免震工法は揺れを大幅に抑える反面、費用やメンテナンス面での課題があります。耐震工法はコストを抑えつつ強度を高められますが、揺れそのものは軽減できません。制震工法は耐震性を補完し、揺れの影響を緩和できますが、設置条件や地盤の影響を受けやすい側面があります。

リノベーションの際には、耐震と制震あるいは免震を組み合わせるとよいでしょう。特に、耐震と制震の組み合わせは、リノベーションにあたってそれぞれのデメリットを補完できるため、効果的な地震対策になります。